Sparky - Robot Telepresence i bazuar në internet: 15 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:31

Emri Sparky bazohet në një akronim për Self Portrait Artifact Roving Chassis I një titull i vështirë për një projekt arti të filluar në fillim të viteve '90. Që nga ajo kohë, Sparky ka evoluar nga një lodër e madhe RC me disa kamera video për monitorimin e foshnjës në një robot telepresence autonome plotësisht të aktivizuar në internet. Ka pasur shumë versione të ndryshme gjatë viteve, duke përdorur një gamë të gjerë teknologjish dhe zgjidhjesh, por gjithmonë me të njëjtin qëllim për të siguruar një platformë për teleprezencën e drejtpërdrejtë të videove dhe lëvizjen e largët autonome. Shumica e pajisjeve të kërkuara për këtë projekt janë në dispozicion jashtë raftit dhe shumë nga ato që kam përdorur ishin tashmë në dyqanin tim nga projektet e mëparshme, me shpresë se do të keni një pajisje të ngjashme, por jini të përgatitur për të improvizuar, zhytur në plehra ose për të goditur Craigslist për të humbur. pjesë. Sparky përdor Skype si bazë për bisedën me video, si dhe disa softuer të personalizuar (dhe kodin burimor) që ne ofrojmë për kontrollet bazë servo të drejtimit të rrotave. Ju mund ta personalizoni këtë kod për të shtuar funksionalitetin në robotin tuaj - duke përfshirë më shumë servos, krahë shtrëngues dhe sensorë & Ju jeni të kufizuar vetëm nga imagjinata dhe zgjuarsia juaj. Mbani në mend se çdo robot do të jetë i ndryshëm, kështu që ky udhëzues nuk është në asnjë mënyrë udhëzime të plota. Mendoni për atë si një pikënisje, një bazë mbi të cilën ju hartoni dhe ndërtoni krijimin tuaj unik Sparky.

Hapi 1: Pjesë - Shasia dhe Treni me makinë

Shasia dhe drejtimi i trenit: Vex është një pajisje robotike edukative popullore. Ashtë shumë si një grup tradicional Erector, me përfshirjen e shtuar të servo motorëve, rrotave dhe ingranazheve të sofistikuara (VEX gjithashtu përfshin gjuhën e tij të programimit dhe tabelën e kompjuterit për të bërë robotë të plotë, por ne nuk po i përdorim ato për Sparky).

Hapi 2: Pjesët - Fuqia

Fuqia: Një bateri kompakte hobi 12v, 7Ah. I shoqëruar me një inverter të energjisë DC, AC, ai siguron lëng të mjaftueshëm për të drejtuar robotin për disa orë me një karikim të vetëm.

Hapi 3: Pjesët - Truri

Truri: Një Mac Mini i gjeneratës së parë është i lirë dhe ofron fuqi dhe funksionalitet të madh në një paketë të vogël duke përfshirë WiFi, Bluetooth dhe porte të mjaftueshme për të lidhur gjithçka (USB, Ethernet, FireWire, audio).

Hapi 4: Pjesët - Sistemi nervor

Sistemi nervor: Për të kapërcyer hendekun midis kompjuterit dhe motorëve servo, Sparky përdor një bord MAKE Controller.

Hapi 5: Softuer

Softueri: Sparky përdor Skype, softuerin popullor falas VoIP dhe vide-chat si bazë për konfigurimin aktual të teleprezencës, por ne kemi shtuar funksionalitetin e tij të bisedës me softuer të personalizuar që shtojnë kontrollin servomotor. Këto skedarë mund të modifikohen në mënyrë që të mund të shtoni ndonjë funksion shtesë si sensorë, krahë shtrëngues dhe më shumë.

Hapi 6: Përbërës të tjerë

Komponentë të tjerë: Monitor LCD, miun, tastierën Kabllot e Web -Kameve - USB, Firewire, Ethernet, energji, video, audio Furnizim me energji të rregullueshme për rritjen e fuqisë servo të rrotave të rrotullimit

Hapi 7: Mjetet

Mjetet: Çelës Allen për lidhëset e zinxhirit të Vex Screwdriver Snips

Hapi 8: TRAJNIMI PASSR SKAS & SHOQRI -1

Versionet e kaluara të shasisë së Sparky janë bazuar në materiale të ndryshme, duke përfshirë çelik të salduar, legos dhe më shumë. Versioni aktual i Sparky përfiton nga Sistemi i Dizajnit Robotik VEX, duke përdorur mbajtëset, pllakat dhe arrat/bulonat e çelikut të ngjashëm me Erector Set, si dhe ingranazhet, rrotat dhe boshtet e përfshira. Këto komplete kursen shumë kohë ndërsa kuptoni dimensionet e sakta të botit tuaj. Nja dy rrota të përgjithshme rrotulluese ofrojnë gatishmëri në kthesa të ngushta. Ju mund të ndërtoni me materiale të ngjashme të shkallës së lodrave, ose mund të zgjidhni të fabrikoni një kornizë më të fortë nga çeliku të ngjitur ashtu si Sparky origjinale.

Hapi 9: TRAJNIMI I SKASISS DHE NDRRIMIT - 2

Kompleti VEX përfshin shumë pjesë të shkëlqyera, duke përfshirë servo standarde me një gamë të kufizuar lëvizjeje 180*, por edhe dy servos motorësh me rrotullim të plotë të cilët rrotullohen krejtësisht si motorët DC. Këto janë të përshtatshme sepse thjeshtojnë kërkesat për të krijuar lëvizje të rrotullimit të plotë të rrotave. (Roboti origjinal Sparky kishte 2 servos me rreze të kufizuar, por këta nuk i drejtuan rrotat e robotit drejtpërdrejt. Në vend të kësaj ata lëvizën fizikisht potenciometra që ishin të lidhur me karrigen me rrota origjinale kontrollon një zgjidhje në dukje të ndërlikuar të ngjashme me Rube Goldberg që ka funksionuar çuditërisht mirë për vite me radhë por akoma i bën nervozë shumicën e inxhinierëve!).

Hapi 10: TRAJNIMI PASSR SKASIS & SHOQRI - 3

Servo VEX nuk janë shumë të fuqishëm, por duke përdorur ingranazhet e mbyllura, ata ende mund të sigurojnë çift rrotullues të mjaftueshëm për rrotat edhe pse me sakrificën e shpejtësisë. Punon mjaft mirë në sipërfaqe të forta por lufton në qilim apo edhe mbi gunga të vogla. Hapi tjetër mund të jetë shtimi i disa servove më të fuqishëm të rrotullimit të plotë, apo edhe kërcimi në motorët DC edhe pse kjo do të kërkonte gjithashtu programim shtesë.

Hapi 11: TRAJNIMI PASSR CHASSIS & DRIVE - 4

Shumë pak kohë është shpenzuar për të përpunuar shasinë VEX për ta mbajtur atë sa më të lehtë dhe të ketë akoma të gjitha pjesët e përshtatshme. Veçanërisht sfiduese ishte zgjedhja e monitorit. Fillimisht kam përdorur një ekran të lehtë LCD 7, por ai kishte një rezolucion kaq të ulët saqë ishte e pamundur të shihej mirë. Në fund të fundit, një LCD 17 i vjetër bëri mashtrimin, megjithëse me një pagesë të konsiderueshme në peshë të shtuar. Një çështje tjetër e ndërtimit është shpërndarja e peshës. Bateria, inverteri dhe furnizimet me energji elektrike duhet të jenë të pozicionuara në mënyrë që pesha e tyre të jetë e përqendruar në mes të rrotave dhe të mos ushtrojë tendosje të madhe asnjërës. Të gjitha këto çështje kombinohen për të bërë një enigmë sfiduese të përbërësve të mbushur fort dhe kabllove të lidhur me zinxhir.

Hapi 12: KOMPJUTERIKE & PERIFERALE

Një arsye pse Sparky aktuale është kaq e vogël është për shkak të madhësisë frymëzuese të Mac Mini. Ishte një kuptim i jashtëzakonshëm se fuqia llogaritëse e nevojshme për të drejtuar këtë projekt po bëhej gjithnjë e më e vogël. Përpjekjet e mëparshme përfshinin një desktop G4 me madhësi të plotë, një iMac Luxo Lamp, dhe madje edhe Mac Cube me shikim të rrallë. Unë madje kam filluar të flas për idenë e një iPhone Sparky, por kjo ka çështjet e veta dhe lidhja e pajisjeve kompjuterike është e drejtpërdrejtë. Duke parë pjesën e pasme të Mac nga L në R, ka një kabllo energjie, Ethernet (për të bërë kontrollues), Firewire (iSight), kabllo monitori, USB (MAKE Controller), një USB tjetër (tastierë dhe mi). Të gjitha kabllot e tepërta, tullat e energjisë, etj & janë të lidhura me zinxhir dhe të ngjitura në shasi. Ekzistojnë tre kabllo të rrymës AC Mac, monitor LCD dhe bordi MAKE të cilat të gjitha futen në një ndarës me 3 drejtime të kyçur në inverter DC-to-AC, të paketuara mirë pranë baterisë 12 v. Kablloja Ethernet dhe USB futen në Kontrolluesin MAKE, njëri për të dhëna, tjetri për energji. Në këtë pikë, ai punon me kompjuter të aktivizuar me WiFi, i mundësuar nga bateria, i lidhur me tabelën MAKE dhe i ulur në rrota (por ende jo i drejtueshëm) Tani është një kohë e mirë për të testuar gjërat. Ndezni atë dhe zgjidhni çdo problem me audio, video, WiFi, etj. Shkarkoni dhe përdorni Skype për të bërë video thirrje. Sigurohuni që të pastroni të gjitha këto shqetësime të mundshme para se të kaloni në fazën tjetër.

Hapi 13: BAKN KONTROLLUES

Kërkohet një bord kontrollues për të bërë një lidhje fizike midis Mac dhe servo motorëve. Bordi merr komanda nga kompjuteri dhe i kthen ato në impulse elektrike që rrotullojnë motorët. Ai gjithashtu mund të marrë sinjale nga sensorë (infra të kuqe, prekje, dritë) dhe t'i dërgojë ato të dhëna përsëri në kompjuter. Ka shumë kontrollues të ndryshëm në dispozicion. Një nga më të njohurit është ndoshta Arduino, një bord kontrollues i lirë, me burim të hapur, të cilin e preferojnë shumë njerëz. Kam marrë një tabelë MAKE disa vjet më parë kur mezi ishte jashtë fazës së prototipit. Versionet më të reja të bordit janë të ngjashme, por ndoshta pak më të thjeshta për tu vendosur. Unë rekomandoj shumë të vizitoni faqen e MakingThings për firmware -in e fundit dhe përditësime të tjera në tabelë. Një gjë e bukur në lidhje me kontrolluesin MAKE janë të gjitha komoditetet e ndërtuara në të, të tilla si një numër i madh i porteve analoge dhe dixhitale për hyrje dhe dalje. Më e mira nga të gjitha për Sparky janë 4 lojëra elektronike servo-plug-and-play. Shërbimet VEX futen direkt në lojëra elektronike 0 dhe 1, duke kursyer shumë kohë dhe përpjekje për krijimin e lidhjeve nga e para. Bordi MAKE gjithashtu ka një kalim të përshtatshëm për fuqinë servo, e cila mund të dalë drejtpërdrejt nga bordi MAKE në 5v, ose mund të lidhet një furnizim me energji të jashtme për të rritur lëngun deri në 9v. Motorët Sparky s VEX janë të ngarkuar me më shumë peshë sesa janë vlerësuar, kështu që fuqia e shtuar ndihmon në rrotullimin e rrotave (Motorët duket se kanë një qark të brendshëm të ndërprerjes që i pengon ata të digjen nëse aplikohet shumë energji). Nëse jeni duke përdorur Arduino ose ndonjë bord tjetër kontrollues, shikoni në internet për të gjetur informacionin e nevojshëm për të drejtuar servos. Duhet të jetë mjaft e lehtë për tu gjetur.

Hapi 14: SOFTUER

Sparky në fakt përdor dy kompjuterë-Mac Mini në bord, dhe ndonjë kompjuter tjetër që është i aktivizuar në ueb dhe i gatshëm për bisedë video. Mendoni për këtë kompjuter të dytë si kabinë kontrolli të Sparky. Unë përdor një powerbook të vjetër dhe kamerë iSight. Të dy kompjuterët kërkojnë Skype. Projekti Sparky e përdor atë për video chat, por gjithashtu shfrytëzon funksionin e tij të bisedës me tekst në komandat e kontrollit të motorit të këpucëve përmes lidhjes Skype- kështu që nëse Skype po lidhet, roboti është i lëvizshëm pa pasur nevojë për lidhje shtesë mes tyre. Si funksionon: Përveç kësaj në Skype, Sparky kërkon softuer shtesë me porosi. Shtojca e stendës së kontrollit vjen me stilin e videolojërave, kontrollet WASD të hartuara në tastierë. Goditjet e tastit nga kabina dërgohen si mesazhe me tekst brenda Skype në Sparky s në bordin e Mac Mini, ku një kopje tjetër e plug-in merr mesazhet me tekst dhe i përkthen ato në komanda lëvizëse të dërguara te kontrolluesi MAKE, i cili dërgon energji në servos. Këtu është softueri i personalizuar Këtu janë udhëzimet e softuerit

Hapi 15: Të qenit i ndezur

Driving Sparky është një përvojë unike, një përzierje e Mart rover sim dhe rrjeteve sociale të drejtpërdrejta të shoqëruara me stërvitje të shpeshta teknike të zjarrit. I bën njerëzit të mendojnë si për frikën e tyre ashtu edhe për tërheqjen ndaj idesë së një hibridi njeri-makinë. Por është e mahnitshme sa shpejt njerëzit duket se harrojnë se po flasin me një cyborg gjysmë-makinerie dhe brenda disa shkëmbimeve, Sparky është në gjendje të krijojë një lidhje të vërtetë njerëzore midis pjesëmarrësve. Me kalimin e viteve, versionet e Sparky kanë shërbyer si një guidë turistike e galerisë, këngëtare jazz dhe drejtuese e grupit, nikoqire e festës dhe pjesëmarrëse virtuale e Burning Man. Por potenciali për Sparky është shumë më i madh se këta shembuj. Çfarë mund ta bëni Sparky të bëjë? Ku do ta çonit? Si i shihni robotët e teleprezencës që ndikojnë në mënyrën se si ndërveproni me botën?